在活体小鼠中筛选lZP3基因RNAi有效靶位点的研究

ZP3作为精子结合的靶对象在卵母细胞受精中起着关键作用,也因此而成为研究哺乳动物受精机理的焦点。本研究参照新疆草原兔尾鼠卵透明带3(zonapellucida3geneofLaguruslagurus,lZP3)的mRNA,选择了针对lZP3mRNA的3个区域合成寡聚核苷酸连接到干扰载体pGenesil-1上,构建了3个针对lZP3mRNA的重组干扰载体,和pCDNA3-lZP3表达载体采用脂质体法共转染Hela细胞以及通过尾静脉大容量快速注射法(Hydrodynamics-basedtransfectionmethod,HD法)共注射小鼠,半定量RT-PCR和real-timePCR检测Hela细胞和小鼠肝脏中lZP3mRNA的表达情况,以筛选干扰lZP3mRNA的有效靶位点。结果表明,通过HD法共注射干扰载体和表达载体后,外源基因mRNA在小鼠肝脏中的表达和共转染Hela细胞后在Hela细胞中的表达情况是一致的,有2个干扰载体可以有效干扰lZP3mRNA的表达。研究还说明,利用HD法以小鼠作为实验材料筛选RNA干扰的有效靶位点是一条切实可行的方法。     

草原兔尾鼠卵透明带3在Pichia pastoris酵母中的分泌表达

本研究通过酵母Pichia pastoris系统表达草原兔尾鼠卵透明带3(IZP3)蛋白．获得控制害鼠生育研究的抗原物质。根据本实验室克隆获得的IZP3基因序列设计引物．并分别在5’引物和3’引物中引入了EcoR Ⅰ和Xba Ⅰ酶切位点。经PCR扩增,将IZP3克隆至穿梭质粒pSuper Y上,获得的重组穿梭质粒pSuper Y—IZP3经线性化后．采用电激法将重组穿梭质粒转入酵母SMD1168菌株中．Zeocin 筛选阳性克隆,经小瓶发酵后,取上清作SDS—PAGE和Weaterm—blot检测,结果表明IZP3在酵母中得到了成功表达,表达产物的分子量约为55kD．为IZP3免疫不育控制鼠害的研究提供了检测抗原。     

恒河猴P21基因在COS-7细胞中沉默位点的验证

目的在细胞水平筛选恒河猴P21基因的有效沉默靶点。方法检测COS-7中P21基因的表达水平;设计shRNA并构建P21-RNA干扰慢病毒载体FUGW-TDT-P21shRNA转染COS-7细胞,通过real-time PCR检测沉默效率,并以Western blot在蛋白水平进行验证。结果筛选到四个有效的靶位,分别位于P21 mRNA的541-561、542-562、215-239、624-648 bp。四个靶位点在mRNA水平的沉默效率分别为(91.82±3.21)%、(82.47±2.48)%、(81.31±2.69)%和(87.35±4.59)%。相应的蛋白表达量为(11.97±0.70)%、(20.22±0.65)%、(23.21±0.63)%和(14.42±0.86)%。结论在细胞水平筛选得到四个有效的P21基因沉默靶点,可用于恒河猴基因沉默研究。     

条件性缺氧诱导因子-1α RNAi转基因小鼠模型的建立

缺氧诱导因子1a (hypoxia inducible factor-1 a, HIF-1 a)是细胞在缺氧等条件下稳定表达的具有转录活性的蛋白,通过与多种靶基因调控区的缺氧反应元件(hypoxia response element, HRE)结合, 调控靶基因表达, 使机体对缺氧、缺血等病理生理过程产生适应性反应。为从整体动物水平研究HIF-1 a的作用, 需要建立HIF-1 a相关遗传修饰小鼠。分别针对HIF-1 a mRNA序列的两个靶位点合成两对互补的寡核苷酸链, 构建可诱导的RNA干扰真核表达载体HIF-AB和HIF-CD。分别将CRE重组酶真核表达载体CRE-ERT2与HIF-AB或HIF-CD转染入RAW264.7细胞, 筛选得到稳定表达CRE-ERT2与HIF-AB, 或CRE-ERT2与HIF-CD的稳定细胞系。在用4-HT诱导去除上述细胞系中HIF-AB或HIF-CD所含的Neo基因后, 用CoCl2诱导HIF-1 a表达, 采用半定量RT-PCR检测HIF-AB或HIF-CD对HIF-1 a 基因表达的影响。结果发现干扰载体(HIF-AB和HIF-CD)对HIF-1 a mRNA序列的沉默效果分别为85%和72%。选择干扰效率较高的表达载体HIF-AB经显微注射获得HIF-1 a基因敲低小鼠模型, 经PCR以及测序验证获得2个转基因阳性小鼠(Founders, G0代)。G0代雄鼠与FVB/N雌鼠交配后获得2只F1代(first filial generation)转基因阳性小鼠, 经与EIIA-Cre转基因小鼠交配, 得到EIIA-Cre; HIFRNAiflox/+小鼠, RT-PCR结果显示, EIIA-Cre; HIFRNAiflox/+小鼠肝、肺、肾等组织的HIF-1 a mRNA水平明显降低, 分别约为正常对照的44%、38.2%和23.5%。该小鼠模型的建立为进一步研究HIF-1 a的功能及作用机制提供了新的手段。     

人线粒体转录终止因子3基因RNA干扰表达载体的构建筛选与干扰效果评价

目的:构建人线粒体转录终止因子3(MTERF3)基因的短发夹RNA(shRNA)干扰表达载体,并在mRNA和蛋白质水平对其干扰效率进行验证,以检测和筛选出干扰效率最优的shRNA表达载体。方法:根据人MTERF3基因全长cDNA序列,利用Oligoengine在线软件设计4个shRNA序列,合成4条互补寡核苷酸链,退火成双链后克隆至psiU6.1载体,得到4个重组干扰质粒psi-MTERF3-1～psi-MTERF3-4,并通过PCR和DNA测序对其进行鉴定;将重组干扰质粒利用脂质体介导瞬时转染He La细胞,转染48 h后采用real time RT-PCR检测4个干扰质粒对MTERF3 mRNA表达水平的影响,采用Western印迹检测其对MTERF3蛋白表达水平的情况,并筛选出最有效的shRNA干扰质粒。结果:PCR鉴定和DNA测序鉴定证实重组质粒中已插入目的DNA序列;real time RT-PCR和Western印迹结果表明4个重组载体均可以显著降低人MTERF3基因mRNA和蛋白质的表达水平(P0.05),其中以pSi-MTERF3-4的干扰效率最优,对MTERF3 mRNA表达的抑制率为70.1%,对MTERF3蛋白表达的抑制率为72.2%。结论:在人宫颈癌He La细胞系筛选出有效干扰MTERF3基因表达的shRNA序列,构建了针对MTERF3基因的RNA干扰真核表达载体且能够有效抑制目的基因的表达,为进一步研究人MTERF3在宫颈癌发生发展中的作用机制提供了实验基础。     

基于小鼠MMP-9基因的siRNA的筛选

通过GenBank数据库检索,基于小鼠MMP-9基因设计特异性的siRNA干扰靶点,克隆至pGCsi-U6/Neo/GFP载体中,使用PEI衍生物包裹,转染小鼠黑色素瘤B16细胞,流式细胞仪和激光扫描共聚焦显微镜分析细胞转染情况,RT-PCR检测24,48 h后MMP-9基因转录水平变化,筛选最佳的重组质粒和干扰靶点。结果显示：成功设计和构建了3个MMP-9-siRNA干扰质粒,3个重组质粒对B16细胞的转染率分别为60.04%、63.93%和56.27%,且3个重组质粒均能有效干扰B16细胞MMP-9 mRNA的表达,其中MMP-9-siRNA-2干扰效率最高（63%）,可持续干扰MMP-9基因表达。这些结果提示,MMP-9-siRNA-2为沉默小鼠黑色素瘤细胞MMP-9基因最优的siRNA重组质粒。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒ORF2～4特异siRNA的筛选及其抑制病毒复制效果的研究

RNA干扰（RNAi）技术是基因功能研究的有效工具,为了了解猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）次要结构蛋白GP2、GP3、GP4在病毒复制中的作用,针对各自的编码基因ORF2、ORF3、ORF4分别选取4个小干扰RNA（siRNA）位点（共12个）,构建相应的短发夹RNA（shRNA）表达载体,转染MARC-145细胞后,通过荧光定量PCR和病毒滴度检测干扰效果。筛选了可以减少GP2、GP3、GP4相应基因mRNA含量的ORF2、ORF3、ORF4特异shRNA表达载体,病毒效价滴定表明shRNA表达载体处理细胞可以减少GP2、GP3、GP4相应基因mRNA含量,细胞培养上清中的病毒滴度比对照低184～4.65倍。     

小分子G蛋白Rapl shRNA表达载体的构建和鉴定

应用RNA干扰(RNA interference,RNAi)技术抑制Rapl基因的表达,构建Rap1 shRNA(small hairpin RNA,shRNA)表达载体,观察其对小鼠肝脏细胞中Rap1 mRNA和蛋白表达的干扰作用.根据小鼠Rap1 mRNA的全序列.设计了3种Rap1 siRNA序列(Rap1 siRNA1、Rap1 siRNA2、Rap1 siRNA3)和阴性对照序列(HK);采用克隆技术,将其插入带有报告基因绿色荧光(ECFP)的pGenesil-3栽体,构建Rap1 shRNA表达载体:经双酶切和测序证实Rap1 siRNA表达载体克隆构建成功,插入片段测序结果与合成的siRNA结果一致;昆明小鼠40只,体重18～20 g,随机分成4组: Ⅰ组(转染HK组)、Ⅱ组(转染Rapl shRNAl组)、Ⅲ组(转染Rap1 shRNA2组)、Ⅳ组(转染Rapl shRNA3组).于0、16、24 h腹腔内注射Rapl shRNA 2.0～2.5 mg/kg(用PBS稀释至1 mL);48 h后收集小鼠肝脏.用显微荧光、定量RT-PCT、免疫组化检测小鼠肝细胞中Rap1shRNA的转染率、Rap1基因表达以及蛋白质表达水平.Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组小鼠肝脏细胞体内转染率均大于60%,Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组的Rap1 mRNA表达、Rap1蛋白表达均降低,其中Rap1 shRNA1干扰效果最佳.     

过氧化物酶蛋白1 真核表达载体构建及在Hela 细胞的表达与定位

目的:构建过氧化物酶蛋白1(PRDX 1)的真核表达载体,观察其在Hela细胞内表达及定位。方法:提取BALB/c小鼠肝脏组织总RNA,通过RT-PCR方法扩增得到小鼠PRDX 1编码序列,酶切后克隆至pcDNA3-myc载体。重组质粒通过PCR、酶切、测序证明构建正确后经脂质体转染Hela细胞,然后利用Western blot和荧光显微镜技术观察该融合蛋白在细胞内表达及定位。结果:经鉴定证明重组质粒构建正确;Western blot实验显示,该质粒能够在Hela细胞中特异表达;免疫荧光试验显示,蛋白产物分布在胞浆和胞核,证明该蛋白在细胞内高表达。结论:成功构建带有myc标签的PRDX 1真核表达载体,该质粒能够在哺乳细胞中特异表达并且外源性PRDX 1蛋白分布在Hela细胞胞浆胞核内,为深入研究PRDX 1蛋白在细胞内相关生物学研究奠定了基础。     

针对核因子-κBP65基因的短发夹干扰RNA逆转录病毒载体构建与鉴定

目的：构建针对人核因子κB亚基P65基因mRNA的短发夹干扰RNA（shRNA）逆转录病毒表达载体,并探讨小干扰RNA（siRNA）靶向抑制NF—κB P65基因表达的作用。方法：根据shRNA设计原则,在人NF-κB P65全长序列中选取含19个核苷酸靶序列,设计形成siRNA的DNA模板并克隆到shRNA表达载体pSUPER．retro．neo中,构建针对NF—κB P65基因的shRNA表达载体。经293A细胞包装,并感染NIH3T3细胞进行病毒滴度测定后,感染THP-1细胞。分别采用RT—PCR和Western blot从mRNA和蛋白水平检测干扰效果。结果：限制性酶切和基因测序证实针对人NF-κB P65亚基的shRNA表达逆转录病毒载体成功构建;其感染THP-1细胞后,NF—κB P65的mRNA和蛋白表达明显抑制。结论：成功构建了NF-κB P65 shRNA逆转录病毒表达载体,该载体能高效感染THP-1并明显抑制NF—κB P65的表达。     

慢病毒shRNA表达载体介导人肿瘤细胞基因稳定沉默的影响因素

目的 探讨慢病毒载体介导人肿瘤细胞RNA干扰的影响因素。方法 以乏氧诱导因子-1α（Hypoxia-inducible factor-1α, HIF-1α）和乏氧诱导因子-1β（Hypoxia-inducible factor-1β, HIF-1β）基因为靶基因,采用Invitrogen公司的BLOCK-iT Lentiviral RNAi Expression System生产表达靶基因shRNA的慢病毒载体,转导Hela、SPCA1和A549,采用定量RT-PCR技术检测靶基因mRNA表达水平。结果 用此系统生产慢病毒,每一10cm培养皿可收获6.3×1010个病毒颗粒。浓度为2×1010copies/ml的Lenti6-HIF1α和Lenti6-HIF1β转导SPCA1、A549和Hela细胞的功能滴度分别为：1.8×106TU/ml、1.2×106TU/ml、1.75×106TU/ml和1.76×106TU/ml、1.21×106TU/ml和1.79×106TU/ml。延长病毒的吸附时间可以提高转导效率, 8小时以内转导效率与吸附时间呈正比,12小时开始进入平台期。1/4、1/2、1、2、4、8倍MOI的Lenti6-HIF1α病毒转导SPCA1和Hela细胞48小时后,RNAi效果与病毒量呈正相比。用筛选的转导细胞证实,RNAi长期效果与细胞类型无关,但与shRNA表达结构整合到靶细胞基因组的拷贝数呈正相关。结论 慢病毒载体介导人肿瘤细胞RNA干扰,短期基因抑制效果取决于细胞类型、病毒量和病毒的吸附时间,稳定基因沉默效果与病毒整合到靶细胞基因组的拷贝数密切相关。     

Differential RNA interference: replacement of endogenous with recombinant low density lipoprotein receptor-related protein (LRP)

The interpretation of experiments involving the overexpression of a recombinant cDNA is often hampered by the interference of mRNA expression from the endogenous gene locus. Unless cell lines from naturally occurring mutations or knockout mice are available, difficult and time-consuming gene targeting techniques are required to inhibit endogenous gene expression. Using a method we refer to as "differential RNA interference" we demonstrate that RNA interference can be used to selectively suppress endogenous gene expression without affecting the expression of a co-transfected recombinant version of the same protein. Functional analyses of recombinant low density lipoprotein receptor-related protein (LRP) to study its involvement in lipid metabolism have been shown to be extremely difficult due to its large cDNA and the unavailability of suitable LRP-deficient cell lines. We constructed an expression vector containing the full-length coding sequence of human LRP fused to EGFP and a vector expressing small hairpin RNA directed against the 3'-untranslated region of the wild-type human LRP mRNA (LRP-shRNA). When overexpressed, EGFP-tagged LRP colocalizes with endogenous LRP and stimulates the uptake of LRP ligands. Overexpression of LRP-shRNA vectors significantly inhibits LRP expression, as judged by quantitative RT-PCR, Western blot and immunofluorescence analysis, and it dramatically decreases receptor-associated protein (RAP) uptake. Finally, co-transfection of EGFP-LRP and LRP-shRNA vectors demonstrates selective inhibition of endogenous LRP expression without affecting simultaneous expression of recombinant LRP protein. Thus, utilization of "differential RNA interference" provides a new experimental approach to selectively study the function of any recombinant protein in any given cell line without interference of endogenous protein expression.     

针对miR-221 基因干扰慢病毒载体的构建及其有效靶序列的 筛选与检测

目的:构建携带人miR-221基因的miRNA干扰慢病毒载体并寻找其有效靶序列,为胶质瘤的研究提供一种新的方法。方法:合成含干扰序列的双链DNAoligo直接连入酶切后的RNA干扰载体上。将产物转入细菌感受态细胞,对长出的克隆进行PCR鉴定,阳性克隆即为目的基因RNA干扰慢病毒载体质粒。再将目的基因与目的载体分别进行双酶切,纯化酶切产物后进行定向连接,其产物转入细菌感受态细胞,再对PCR鉴定阳性的克隆进行测序和分析比对,比对正确即为融合蛋白过表达质粒载体,然后将两种质粒共转染入293T细胞,用westernbolt法检测其有效敲减靶序列。结果:重组质粒经测序鉴定证明各转录模板完整、正确插入到相应质粒中,共转染后发现编号为PscSI576的靶点干扰效果最好。结论:本实验成功构建了人miR-221基因的RNA干扰慢病毒载体,并找到了有效的干扰靶序列。     

不同细胞系中RNA干扰抑制血管内皮生长因子表达

目的通过RNA干扰技术抑制血管内皮生长因子(VEGF)表达,并观察在不同细胞系中,RNA干扰作用强度的变化。方法将VEGF基因作为RNA干扰的靶区,通过E-RNAi网上提供的服务,设计两个特异的RNA干扰序列,将其装入含U6启动子的载体上,构建成抗VEGF基因的小发夹样RNA(shRNA)表达载体,再转染人胚肾细胞HEK293、结肠癌细胞HT29、宫颈癌细胞Hela和肝癌细胞HepG2,通过RT-PCR观察VEGF表达受抑的程度及在不同细胞系中RNA干扰作用强度的变化。结果成功构建了两种抗VEGF基因的shRNA表达载体,发现其在HEK293和HT29细胞系中,能明显抑制VEGF基因的表达,抑制率分别为72%和42%;但在Hela细胞中,抑制作用明显减低至28%;在HepG2细胞中抑制作用更弱,仅为13%。结论针对VEGF基因的shRNA表达载体能够明显抑制VEGF基因的表达,但在不同细胞系中的作用强度有明显差别,提示RNA干扰作用存在明显的细胞系选择性。     

针对miR-221基因干扰慢病毒载体的构建及其有效靶序列的筛选与检测

目的：构建携带人miR-221基因的miRNA干扰慢病毒载体并寻找其有效靶序列,为胶质瘤的研究提供一种新的方法。方法：合成含干扰序列的双链DNAoligo直接连入酶切后的RNA干扰载体上。将产物转入细菌感受态细胞,对长出的克隆进行PCR鉴定,阳性克隆即为目的基因RNA干扰慢病毒载体质粒。再将目的基因与目的载体分别进行双酶切,纯化酶切产物后进行定向连接,其产物转入细菌感受态细胞,再对PCR鉴定阳性的克隆进行测序和分析比对,比对正确即为融合蛋白过表达质粒载体,然后将两种质粒共转染入293T细胞,用westernbolt法检测其有效敲减靶序列。结果：重组质粒经测序鉴定证明各转录模板完整、正确插入到相应质粒中,共转染后发现编号为PscSI576的靶点干扰效果最好。结论：本实验成功构建了人miR-221基因的RNA干扰慢病毒载体,并找到了有效的干扰靶序列。     

HeLa细胞中miRNA-214靶基因Mek3的确定

目的探索miRNA-214在HeLa细胞中的与其靶基因Mek3相互作用。方法通过miRNA靶基因预测网站寻找可能与miRNA-214相互作用的靶基因,合成miRNA-214和对照序列,将miRNA-214、对照序列、Mek3的3’非翻译区（3’UTR）以及突变的Mek3 3’UTR分别克隆到表达载体上,转染HeLa细胞,转染48h后提取蛋白,检测绿色荧光蛋白的表达水平;HeLa细胞转染miRNA-214后,Trizol抽提RNA,通过荧光定量PCR检测Mek3mRNA的表达水平;Western印迹检Mek3的蛋白表达水平。经过以上实验从mRNA和蛋白水平上验证了在HeLa细胞中miRNA-214对靶基因Mek3的作用效应。结果生物信息学方法显示miRNA-214和Mek3存在可能的结合位点。经过实验验证了miRNA-214可以下调Mek3的mRNA和蛋白水平。结论miRNA-214可以负调节靶基因Mek3的表达。     

靶向白介素-1α基因沉默的Hela229稳定细胞系的构建

目的：构建针对IL-1α基因的shRNA表达载体,筛选能够抑制Hela229细胞内源性IL-1α表达的shRNA,建立无内源性IL-1d表达的Hela229稳定细胞系.方法：根据shRNA的设计原则,以IL-1 αcDNA oligo为模板设计一段21 bp核苷酸目标序列,构建成siRNA的DNA模板并克隆到shRNA表达载体pRNAT-U6.1/Neo中,获得靶向抑制IL-1α基因的重组shRNA质粒,转染Hela229细胞,经G418筛选后获得单克隆稳定细胞株,用ELISA方法在蛋白水平上检测IL-1α基因的沉默效果.结果：经酶切鉴定和测序分析确定IL-1 α-shRNA重组质粒构建正确,ELISA筛选出能够显著抑制内源性IL-1α表达的shRNA,获得沉默内源性IL-1 α表达的单克隆稳定的Hela229细胞株.结论：靶向IL-1α基因的重组shRNA表达质粒可显著抑制Hela229细胞内源性IL-1α的表达,成功构建靶向IL-1α基因沉默的Hela229稳定细胞系.     

C反应蛋白真核表达质粒的构建、表达及其对小鼠血管平滑肌细胞TNF-α表达的影响

目的构建小鼠C-反应蛋白基因重组质粒pIRES-CRP,观测其对血管平滑肌细胞TNF-α表达的影响。方法用RT-PCR法,以小鼠肝组织RNA为模板,扩增获得编码C-反应蛋白(C-reactive protein,CRP)的全长基因。将CRP基因克隆入真核表达质粒pIRES中,构建重组真核表达质粒pIRES-CRP。将重组质粒转染HeLa细胞,通过RT-PCR法检测CRPmRNA的表达,Western blot检测CRP蛋白的表达。将阳性质粒转染小鼠血管平滑肌细胞,通过Western blot检测CRP对TNF-α表达的影响。结果经酶切鉴定、PCR和测序分析结果表明,所克隆的CRP基因与报道结果完全一致,重组体的连接方向正确,阅读框与预期完全一致,真核表达质粒pIRES-CRP构建成功。将重组质粒pIRES-CRP瞬时转染Hela细胞,通过RT-PCR和Western blot证实CRP基因得到表达。将阳性质粒转染小鼠血管平滑肌细胞,TNF-α的表达明显高于空白对照组和空载体组(P<0.01)。结论成功构建小鼠CRP基因重组质粒pIRES-CRP,CRP基因能在人子宫颈癌Hela细胞中正常转录和翻译,表达的蛋白能与CRP的特异抗体反应。CRP能明显上调小鼠血管平滑肌细胞TNF-α的表达,这为解释CRP在冠状动脉的形成过程中起着促炎作用提供了新的实验依据。     

Analysis of co-transfected expression vectors amplified by methotrexate selection in rat-1 cells.

In an earlier investigation of the influence of high level expression of p21H-ras, rat-1 cells were co-transfected with a selectable vector (pSV2Neo), an amplifiable vector (encoding dihydrofolate reductase; DHFR) and an H-ras expression vector. In this study we have analyzed the gene dose and expression levels of the three co-transfected plasmid vectors in cell lines that had been selected and isolated at different methotrexate concentrations. Growth of the cells in the absence of selection and Southern blot analyses indicate that the transfected vectors are stably co-integrated into the host genome. High expression levels from all three co-transfected vectors were evident at both the mRNA and protein levels, indicating that they are tightly linked in the host genome. The presence of a large amount of unspliced H-ras mRNA in cells expressing high levels of H-ras p21 indicates that processing of mRNA may be rate-limiting. Comparison of the gene dose and expression levels shows that the resistance of cells to increased methotrexate concentrations can occur by different mechanisms. It is concluded that co-transfection of individual plasmid vectors into rat-1 cells, followed by methotrexate selection, is an effective manner of achieving high level expression of proteins in cultured cells.